新能源輕卡EHPS管路接頭密封方式淺析

牛營凱，劉俊榮，雷春志，李紅艷

新能源輕卡EHPS管路接頭密封方式淺析

牛營凱，劉俊榮，雷春志，李紅艷

（浙江吉利新能源商用車發展有限公司，浙江 杭州 311228）

新能源輕卡轉向系統多采用EHPS，動轉管路是EHPS重要組成部分，而動轉管路連接處漏油是EHPS頑疾。常見的動轉管路連接密封方式有擴口式管接頭螺母、擴口式管接頭螺栓、帶O形橡膠圈擴口式管接頭螺栓、卡套式管接頭、卡套式鉸接六角螺栓和普通螺栓緊固密封等。文章主要對動轉管路幾種連接密封方式進行分析，在設計過程規避漏油風險。

新能源輕卡；動轉管路；連接接頭；密封

前言

前軸載荷（1.5～2.5）噸的新能源輕卡轉向系統多采用EHPS， EHPS是一種由電機驅動轉油泵的液壓助力轉向系統[1]，其轉向器為循環球液壓轉向器。市場上EHPS經常出現的問題為動轉管路漏油，影響整車美觀和安全。動轉管路漏油主要體現在動轉管路與液壓轉向器進出油口和動轉油泵高壓油口之間連接處漏油。

本文重點對新能源輕卡EHPS動轉管路幾種連接密封方式進行結構和裝配分析，在設計過程提高動轉管路接頭密封性，提前規避管路漏油點，解決動轉管路漏油頑疾。

1 擴口式管接頭螺母

擴口式接頭螺母用于動轉管路與液壓轉向器進出油口之間連接。該連接方式密封原理為按照（45～50）N·m扭緊力矩對擴口式管接頭螺母進行定扭時，動轉鋼管喇叭擴口內錐面與連接接頭的球面擠壓形成線密封，擴口式管接頭螺母內錐面與動轉鋼管喇叭擴口外弧面擠壓形成線密封。如圖1所示。

為了保證很好的密封性，動轉鋼管喇叭擴口與擴口式管接頭螺母和連接接頭密封接觸面粗糙度要滿足1.6。液壓轉向器進出油口、連接接頭、擴口式管接頭螺母及動轉鋼管要同中心線，利于裝配和密封。動轉鋼管喇叭擴口邊沿厚度均勻，無缺陷和毛刺。密封接觸處要選擇錐面和球面之間線密封，不要選擇錐面與錐面之間面密封，面密封需要較高的工藝、加工精度和裝配精度才能保證密封處不漏油。

圖1 擴口式管接頭螺母連接密封原理

2 擴口式管接頭螺栓

擴口管接頭螺栓用于動轉鋼管與液壓轉向器進出油口和動轉油泵高壓油口之間連接，較1連接方式減少了連接接頭，有利于動轉管路輕量化，該連接是動轉管路中最常用的連接密封方式。

擴口管接頭螺栓連接方式密封原理為在（45～50）N·m扭緊力矩作用下，動轉鋼管喇叭擴口內錐面與轉向器進出油口球面銅襯套擠壓形成線密封，擴口式管接頭螺栓內錐面與動轉鋼管喇叭擴口外弧面擠壓成線密封，如圖2所示。

圖2 擴口式管接頭螺栓連接密封原理

為了保證密封性，動轉鋼管喇叭擴口、擴口管接頭螺栓和轉向器進出油口銅襯套外錐面密封接觸面粗糙度要滿足1.6。轉向器進出油口銅襯套、轉向器進出油口、擴口式管接頭螺栓及動轉鋼管要同中心線。動轉鋼管喇叭擴口加工精度要求較高，倒角為（1.3±0.3）mm，大小均勻。若無倒角或者倒角過小容易導致應力集中，受力時容易裂開導致漏油。

3 帶O形橡膠圈擴口式管接頭螺栓

該連接方式用于動轉鋼管與液壓轉向器進出油口和動轉油泵高壓油口之間連接。在要求的扭緊力矩下，接頭中O形橡膠圈變形填滿動轉鋼管與過渡接頭之間的空隙，實現對動轉管路中油液密封。如圖3所示。

圖3 帶O形橡膠圈擴口式管接頭螺栓連接密封原理

為了保證密封性，在裝配過程要嚴格控制扭緊力矩在（40～42）N·m之間，扭緊力矩不足，O形橡膠圈變形不足出現漏油；扭緊力矩過大，O形橡膠圈密封失效現漏油，常見失效模式為擠壓破裂和擠壓切邊[2]。

選擇該接頭在設計階段首先要關注O型橡膠圈尺寸大小，擠壓變形后是否與過渡接頭內腔孔相匹配。其次關注轉向器進出油口、過渡接頭和帶O形橡膠圈擴口式管接頭螺栓是否同中心線。若不同中心線，定扭時O形橡膠圈受力不均勻容易出現剪切破損。最后關注O形橡膠圈的材質是否滿足要求。

4 卡套式管接頭

卡套式管接頭用于動轉油管與油管、液壓轉向器進出油口和液壓油泵高壓油口之間的連接?？ㄌ资焦芙宇^密封原理為卡套螺母在（45～50）N·m的扭緊力矩作用下，卡套與過渡接頭內錐面受力形成線密封，最終實現密封，如圖4所示。

圖4 卡套式管接頭連接密封原理

為了保證密封性，卡套式管接頭在裝配時必須保證一致性，保證連接接頭、卡套式管接頭及動轉鋼管處于同中心線。為避免卡套式管螺母松動造成密封失效漏油，需要按照（90～110）N·m的扭緊力矩對卡套式管螺母進行定期緊固。為進一步提高密封性，可采用雙卡套和多卡套進行接頭密封。金屬卡套厚度應均勻，無缺陷和毛刺。

5 卡套式鉸接六角螺栓

卡套式鉸接六角螺栓用于動轉油管與液壓轉向器進出油口和動轉油泵高壓油口之間連接。密封原理為卡套式鉸接六角螺栓在（90～110）N·m扭緊力矩作用下與橡膠組合墊圈金屬墊圈接觸，此時橡膠部分受力變形實現對接頭密封，如圖5所示。

圖5 卡套式鉸接六角螺栓連接密封原理

由于該連接方式拆裝方便，是動轉油泵高壓油口最常用的連接方式。為保證密封性，螺栓與橡膠組合墊圈中金屬墊圈接觸面粗糙度要求為（1.6～3.2）。橡膠組合墊圈中的橡膠材料要滿足以下性能要求：邵氏硬度70；撕裂強度≥24.5N/mm；扯斷強度≥10Mpa。由于油泵在啟動初期振動劇烈，該連接方式需要按期定扭，避免因振動接頭出現松動。橡膠組合墊圈金屬墊圈厚度應均勻，橡膠部分與金屬圈粘結牢固、無缺陷。

6 普通螺母緊固密封

該密封方式集成4和5兩種連接密封方式所具備的功能。其中連接接頭帶兩個不同大小的O形橡膠圈。對螺栓進行擰緊，兩O形橡膠圈受力變形充滿間隙實現密封。如圖6所示。該密封方式同樣要嚴格控制扭緊力矩在（45～50）N·m之間。由于靠普通螺母緊固密封，該密封方式安裝和拆卸方便。為保證密封性，要嚴格保證配合尺寸精度。動轉油管穿孔接頭和連接接頭接觸面粗糙度要滿足1.6。同樣要重點關注兩種O型橡膠圈尺寸及擠壓變形后是否與動轉油管穿孔接頭內腔孔相匹配。

圖6 普通螺母緊固密封

7 結論

對于EHPS動轉管路連接方式，需要綜合考慮密封方式、配合精度、拆裝方便、防松、裝配工藝等因素，最終選擇合適的連接密封方式，提高動轉管路接口密封性，避免接頭連接處漏油。

未來隨著循環球電動助力轉向器技術的進步，其輸出扭矩的增大，所有新能源輕卡轉向系統將采用EPS，EHPS會因重量和成本無優勢被淘汰，最終從根本上決動轉管路接頭連接處漏油頑疾。

[1] 牛營凱等.新能源輕卡轉向系統零部件輕量化淺析[J].汽車實用技術,2019,11-13.

[2] 李國真等.管接頭O形圈密封故障分析及防范措施[J].液壓氣動與密封,2015,38-40.

[3] 李明昕.卡套式管接頭應用探討[J].機械與自動化,2014,138-139.

[4] 范賢峰.卡套式管接頭在管路系統中的運用與分析.[J].儀器儀表用戶,2015,69-70.

Analysis on Sealing Mode of EHPS Pipeline Joint of New Energy Light Truck

Niu Yingkai, Liu Junrong, Lei Chunzhi, Li Hongyan

（Zhejiang Geely New Energy Commercial Vehicles Development Co., Ltd., Zhejiang Hangzhou 311228）

New energy light truck steering system mostly uses EHPS, power steering pipeline is an important part of EHPS, and oil leakage at the connection of power steering pipeline is a persistent problem of EHPS. Common power steering pipeline connections are flared joint nuts, flared joint bolts, flared joint bolts with O-ring, jacketed joint, jacketed articulated hexagonal bolts and common bolt tightening seals. In this paper, the power steering pipeline connection sealing methods are analyzed to avoid the risk of oil leakage in the design process.

New energy light truck; Power steering pipeline; Joints; Seals

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1671-7988(2019)21-16-03

U463.4

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牛營凱，就職于浙江吉利新能源商用車發展有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.21.005

CLC NO.: U463.4